Es hatte mich schon immer interessiert: einem "normalen" (=BJT-) Opamp eine FET-Vorstufe in Form eines Differenzverstärkers zu verpassen.
Gestern abend war es dann soweit.
Die Schaltung ist auch gar nicht kompliziert, im einfachsten Fall setzt man einfach einen FET-Differenzverstärker vor den Opamp.
Zwei Dinge gibt es dabei zu beachten:
- Der Ausgang des IN+-FETs muss mit dem Minus-Eingangs des Opamps verbunden werden,
der Ausgang des IN--FETs mit dem Plus-Eingang des Opamps.
- Durch die Vorstufe kommt es vor allem am oberen Ende des Frequenzbereichs zu
Instabilitäten, die man durch eine RC-Kombination zwischen des Eingängen des
Opamps bekämpft. Je nach verwendetem Opamp muss man das RC-Glied individuell
anpassen. Zusätzlich kann man mit einem kleinen Kondensator parallel zum
Gegenkopplungswiderstand eventueller Schwingneigung entgegegenwirken.
Kurzdaten:
Eingangsspannung 1kHz / 125mV
Verstärkung: 30fach
Ausgangsspannung: ca. 3.8V
THD: 0.0023%
SNR: 100dB
TRAN-Plot:
Wie man anhand des FFT-Plots erkennt, entstehen bei verschiedenem Verstärkungsfaktor unter Angleichung der Eingangsspannung keine Harmonischen,
der Audio-Frequenzbereich ist frei davon:
Ebenso wenn bei einer konstanten Verstärkung von 10fach die Eingangsspannung von 30mV bis 750mV gestep't wird,
bleibt der Klirrfaktor (zumindest in der Simulation) nahezu konstant bei 0.0024%, wie das nachfolgende FFT-Plot belegt.
Das gefällt mir besonders an dieser doch recht simplen Schaltung.
Ich will damit nicht in Konkurrenz zu modernen, extrem rausch- und klirrarmen Opamps treten (bitte um Nachsicht, Erwin),
aber wer wie ich über ein über Jahrzehnte angesammeltes, ansehnliches Halbleiter-Arsenal verfügt und nicht alles wegwerfen will,
braucht eben Schaltungen, die, wenn auch ohne Sahnehäubchen, dennoch ein schmackhaftes Erlebnis versprechen.
Soweit in der Simulation. Ob sich die gemessenen Werte in der Praxis bestätigen, kann nur eine mit realen Bauteilen erstellte Schaltung belegen oder widerlegen.
RudiS
Gestern abend war es dann soweit.
Die Schaltung ist auch gar nicht kompliziert, im einfachsten Fall setzt man einfach einen FET-Differenzverstärker vor den Opamp.
Zwei Dinge gibt es dabei zu beachten:
- Der Ausgang des IN+-FETs muss mit dem Minus-Eingangs des Opamps verbunden werden,
der Ausgang des IN--FETs mit dem Plus-Eingang des Opamps.
- Durch die Vorstufe kommt es vor allem am oberen Ende des Frequenzbereichs zu
Instabilitäten, die man durch eine RC-Kombination zwischen des Eingängen des
Opamps bekämpft. Je nach verwendetem Opamp muss man das RC-Glied individuell
anpassen. Zusätzlich kann man mit einem kleinen Kondensator parallel zum
Gegenkopplungswiderstand eventueller Schwingneigung entgegegenwirken.
Kurzdaten:
Eingangsspannung 1kHz / 125mV
Verstärkung: 30fach
Ausgangsspannung: ca. 3.8V
THD: 0.0023%
SNR: 100dB
TRAN-Plot:
Wie man anhand des FFT-Plots erkennt, entstehen bei verschiedenem Verstärkungsfaktor unter Angleichung der Eingangsspannung keine Harmonischen,
der Audio-Frequenzbereich ist frei davon:
Ebenso wenn bei einer konstanten Verstärkung von 10fach die Eingangsspannung von 30mV bis 750mV gestep't wird,
bleibt der Klirrfaktor (zumindest in der Simulation) nahezu konstant bei 0.0024%, wie das nachfolgende FFT-Plot belegt.
Das gefällt mir besonders an dieser doch recht simplen Schaltung.
Ich will damit nicht in Konkurrenz zu modernen, extrem rausch- und klirrarmen Opamps treten (bitte um Nachsicht, Erwin),
aber wer wie ich über ein über Jahrzehnte angesammeltes, ansehnliches Halbleiter-Arsenal verfügt und nicht alles wegwerfen will,
braucht eben Schaltungen, die, wenn auch ohne Sahnehäubchen, dennoch ein schmackhaftes Erlebnis versprechen.
Soweit in der Simulation. Ob sich die gemessenen Werte in der Praxis bestätigen, kann nur eine mit realen Bauteilen erstellte Schaltung belegen oder widerlegen.
RudiS